Ensayo brasileno Raquel Gayol Traba & Brbara Mannedez Lpez

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Eurocdigo 7-2 El objetivo del ensayo brasileo es medir indirectamente la resistencia a traccin uniaxial de muestras de rocas preparadas. Este ensayo tiene una serie de requisitos unos son comunes para todos los ensayos de resistencia del material rocoso y otros son especficos para este ensayo. Entre los requisitos comunes para todos los ensayos de resistencia estn:

1. Se especificar las muestras que se van a ensayar. 2. Se especificar la preparacin de la muestra. 3. Se especificar el nmero de ensayos por formacin. 4. Se especificar cualquier parmetro adicional requerido.

Los requisitos especficos para el ensayo brasileo son: 5. Se conocer la orientacin de la muestra. 6. Se especificar la orientacin y dimensiones de las muestras de ensayo. 7. Se especificar el mtodo de ensayo. 8. La variabilidad del mtodo de ensayo demanda un ensayo duplicado de las

muestras de ensayo cortadas en paralelo. En la interpretacin de los resultados de los ensayos de resistencia, el informe debe incluir comparaciones con bases de datos reconocidas para facilitar la revisin de los datos en cuanto a resultados anmalos, al mismo tiempo que se tiene en cuenta el rango natural de parmetros de resistencia a compresin y de deformacin en rocas. Adems debe incluir correlaciones con los resultados de los ensayos de clasificacin y tambin todos los resultados de los ensayos se agruparn y analizarn con respecto a la descripcin geolgica. Se emplearn mtodos estadsticos para obtener los parmetros requeridos para diseo. Procedimientos de ensayo Las muestras de ensayo se deberan cortar con dimetros de muestra no menores que el tamao de testigo NX (alrededor de 54mm), con un espesor aproximado igual al radio de la muestra. La superficie cilndrica debera quedar libre de marcas obvias de herramienta. Cualquier irregularidad a travs del espesor de la muestra no debe exceder de 0.025 mm. Las caras extremas debern estar planas con una tolerancia de 0.25 mm y paralelas con una tolerancia de 0.25. Para pizarras y otras rocas anistropas se recomiendan cortar las muestras de ensayos paralelas y perpendiculares a la estratificacin. Para las muestras cortadas paralelas a la direccin de la estratificacin, debe especificase tambin la direccin de la carga. Nmero de ensayos El mnimo nmero de ensayos brasileos como funcin de la variabilidad de la roca y la experiencia comparable existente se especifican a continuacin:

Experiencia comparable Desviacin estndar de la resistencia medida [s] Ninguna Media Extensa

s> 50% de la media 6 4 2 20% de la media

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Par la caracterizacin de la roca y predicciones de otros parmetros de resistencia, es necesario un nmero ms elevado de ensayos. Normas UNE 22-950-90/2 e ISRM Aparato El aparato se compone de dos mandbulas de acero para aplicacin de la carga. Deben estar diseadas de forma que, en la rotura, se produzca el contacto de la probeta de roca, con forma de disco, en zonas diametralmente opuestas, en un arco de contacto de aproximadamente 10. Las dimensiones del aparato sern: - El radio de curvatura de las mandbulas ser igual a (1.5 0.15) D/2, siendo D el dimetro de la probeta. - La holgura y recorrido de los pernos gua que unen las dos mandbulas curvadas deben permitir el giro de una mandbula respecto ala otra, en al menos, 0.004 rad, fuera del plano del aparato. - La anchura de las mandbulas, ser como mnimo, igual a 1.1e, siendo e el espesor de la probeta. - El dimetro de la semiesfera que forma el asiento esfrico sobre el que se soporta la carga ser, como mnimo igual a 20 mm.

Mquina para aplicar y medir cargas de compresin en la probeta. Esta mquina tendr suficiente capacidad y debe poder aplicar la carga a intervalos de tiempo adecuados y a la velocidad que se especifica. Asiento esfrico, este asiento esfrico debe colocarse de forma fija en la parte superior de la mquina de ensayo, de modo que las dos superficies de carga de a mquina sean paralelas entre s. Preparacin y conservacin de las muestras para ensayo y de las probetas. Segn la norma UNE 22-950-90/2 las superficies cilndricas no deben tener marcas de herramientas y las irregularidades a lo largo de la probeta no deben ser superiores a 0.05 mm. Los bordes de la probeta sern planos, con una tolerancia de 0.25 mm, perpendiculares al eje y paralelos entre s dentro de un intervalo de 0.25. En lo que difiere la norma ISRM es en que las superficies cilndricas no deben tener marcas de irregularidades a lo largo de la probeta no debiendo exceder los 0.025 mm. Las dimensiones de la probeta no deben ser inferior a 50.0 mm segn la norma UNE 22-950-90/2 y segn la norma ISRM debe ser aproximadamente de 54 mm y en ambas normas nos dicen que el espesor de la misma medido en el centro debe ser, aproximadamente, igual al radio de la probeta

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Siempre que sea posible, las condiciones de humedad. in situ deben preservarse hasta el momento del ensayo, ya que la humedad tiene un efecto significativo sobre al resistencia. Procedimiento operativo La probeta de ensayo debe estar envuelta a lo largo de su periferia con una capa de cinta de papel, colocada perpendicularmente en el aparato de ensayo, de forma que las placas curvadas carguen la probeta diametralmente, coincidiendo los ejes de la probeta y del aparato. La carga sobre al probeta ser aplicada de forma continua, de manera que la rotura de las rocas tenga lugar en un tiempo mnimo de 15 s a 60 s desde el comienzo de la aplicacin de la carga segn la norma UNE 22-950-90/2 y segn la norma ISRM el tiempo mnimo es de 15-30s. Es conveniente aplicar una velocidad de carga del orden de 200 N/s. Segn la norma ISRM si la mquina est dotada de una fuerza / desplazamiento grabadora, debemos tomar un registro durante la prueba - para que la carga principal de la fractura se pueda determinar con precisin (en algunos casos la carga sigue aumentando despus de la primera fractura por lo que al probeta continua teniendo carga). Si una carga / desplazamiento grabadora no est disponible en la mquina de ensayo, a continuacin, el operador debe tener cuidado para detectar la carga de fracaso en la enseanza primaria. El fracaso en la enseanza primaria se detecta porque habr una breve pausa en el movimiento del indicador de aguja. Sin embargo, la diferencia entre la carga en la enseanza primaria y la falta de capacidad de carga mxima es de un mximo de 5%. La norma UNE 22-950-90/2 nos dice que el nmero de probetas a ensayar debe determinarse segn consideraciones prcticas, pero es conveniente que sean como mnimo cinco probetas, mientras que la norma ISRM nos dicen que el nmero de probetas a ensayar deben ser determinados mediante consideraciones practicas siendo recomendable 10 probetas. Obtencin y expresin de los resultados La resistencia a la traccin de la probeta t se calcula mediante la siguiente frmula para la norma UNE 22-950-90/2:

t = 2P/De Siendo: t: es la resistencia a la traccin de la probeta en MPa. P: es la carga en la rotura en N D: es el dimetro de la probeta ensayada en mm. e: es el espesor de la probeta ensayada en mm. Segn la norma ISRM se calcula mediante la siguiente frmula:

t = 0.636P / Dt Siendo: t: es la resistencia a la traccin de la probeta en MPa. P: es la carga en la rotura en N D: es el dimetro de la probeta ensayada en mm. t: es el espesor de la probeta ensayada en mm.

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Informe de resultados Debe anotarse la siguiente informacin para cada una de las muestras:

1. Descripcin litolgica de la roca. 2. Orientacin del eje de carga con respecto a la anisotropa de la probeta como por

ejemplo planos de estratificacin, foliacin, etc. 3. Origen de la muestra incluyendo: localizacin geogrfica, profundidad y

orientaciones, fecha y mtodo de muestreo y la historia del almacenamiento y su entorno.

4. Nmero de probetas ensayadas 5. Dimetro y altura de la probeta. 6. Contenido en agua y grado de saturacin en el momento del ensayo segn la

norma ISRM, mientras que la norma UNE 22-950-90/2 nos pide el contenido en agua y grado de saturacin en el momento de recepcin de la muestra y de realizacin del ensayo.

7. Fecha de ensayo y descripcin del equipo de ensayo 8. Tipo de rotura. 9. Cualquier otra observacin o dato fsico disponible, tales como porosidad y

permeabilidad, citando el mtodo de determinacin de cada uno de ellas. Adems de esta informacin que es comn para las dos normas la norma ISRM nos pide:

- Tiempo de duracin del ensayo y el valor del esfuerzo aplicado. - Resistencia a la traccin para cada probeta expresada con trasfiguras significativas, adems del resultado.

La norma UNE 22-950-90/2 no nos exige toda la informacin, unas anotaciones son obligatorias y otras son opcionales. Las obligatorias son el apartado 2, 4, 5 y 8 de las anteriormente citadas adems de las siguientes:

- Resistencia a la traccin para cada probeta expresada con dos decimales, junto con el resultado promedio para la muestra. Estos promedios se realizarn sobre probetas de caractersticas similares de la misma muestra.

- Si las probetas ensayadas no cumplen con algunas de las especificaciones contenidas en esta norma se indicar en el informe del ensayo.

La informacin opcional son los apartados 1,3, 6, 7 y 9.